Um único telescópio detectou centenas de sinais de rádio misteriosos vindos do espaço

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Entre 2018 e 2019, o Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio (CHIME, sigla para Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) detectou 535 novos sinais. O novo catálogo expandido de rajadas rápidas de rádio (ou FRBs, na sigla em inglês) permitirá que os cientistas analisem melhor os dados estatísticos. Por sua vez, isso nos ajudará a entender de onde essas rajadas misteriosas se originam e usá-las como uma ferramenta para entender o Universo mais amplo.

“Antes do CHIME, havia menos de 100 FRBs descobertas no total; agora, após um ano de observação, descobrimos centenas mais”, disse a astrofísica Kaitlyn Shin do MIT e da colaboração CHIME.

“Com todas essas fontes, podemos realmente começar a ter uma imagem de como são as FRBs como um todo, o que a astrofísica pode estar conduzindo esses eventos e como eles podem ser usados ​​para estudar o Universo daqui para frente”.

Animação ilustrando o aparecimento aleatório de Rajadas Rápidas de Rádio no céu através dos olhos do CHIME. Créditos: NRAO Outreach / Vimeo.

Rajadas rápidas de rádio são absurdamente incríveis. Eles são rajadas de luz em comprimentos de onda de rádio (principalmente) de milhões de anos-luz de distância que duram apenas milissegundos – tão poderosos que descarregam, em um piscar de olhos, tanta energia quanto 500 milhões de sóis.

A primeiro foi descoberta em 2007, e as FRBs têm sido um quebra-cabeça desde então. Por serem tão breves e (principalmente) imprevisíveis, são realmente difíceis de estudar. Basicamente, você só precisa olhar para o céu e esperar que esteja na faixa certa de comprimentos de onda para capturar uma.

Isso é o que CHIME tem feito. É um telescópio fixo que consiste em quatro antenas parabólicas para um campo de visão extra amplo, otimizado para (entre outras coisas) comprimentos de onda de FRBs. Ele apenas olha para o céu, procurando sinais. Isso gera cerca de 7 terabytes de dados por segundo, que são processados ​​no local por meio de um poderoso correlacionador personalizado.

Essa otimização é o que torna o CHIME uma máquina caçadora de FRB. E suas contribuições estão mudando nossa compreensão das FRBs. O novo catálogo nos mostra que as FRBs são mais ou menos uniformemente distribuídas por todo o céu. Isso sugere que elas são onipresentes (e, desculpe xenófilos, isso torna os sinais muito menos prováveis ​​de serem de tecnologia alienígena) no espaço. Na verdade, a análise desses dados sugere que FRBs brilhantes o suficiente para serem detectadas por telescópios ocorrem a uma taxa de cerca de 9.000 rajadas por dia.

“Essa é a coisa mais bonita desse campo – as FRBs são realmente difíceis de ver, mas não são incomuns”, disse o físico Kiyoshi Masui, do MIT. “Se seus olhos pudessem ver os flashes do rádio da mesma forma que os flashes das câmeras, você os veria o tempo todo se apenas olhasse para cima”.

Os dados também confirmam algumas outras observações anteriores sobre FRBs. Já sabíamos que a maioria das FRBs são sinais únicos que não se repetem, mas alguns se repetem. Isso se reflete no catálogo CHIME – a equipe detectou apenas 18 repetidores entre 535 fontes. Os sinais desses repetidores também são um pouco diferentes: um pouco mais longos e mais focados.

(A maioria desses repetidores também são bastante aleatórios, mas no passado, dois foram encontrados emitindo sinais em um ciclo de repetição – não temos certeza do que isso significa ainda.)

No ano passado, pela primeira vez, uma FRB foi detectada vindo de dentro de nossa própria galáxia, de um tipo de estrela altamente magnetizada chamada magnetar. Isso, no entanto, não significa que o mistério foi totalmente resolvido – ainda é possível que existam outras fontes e mecanismos astrofísicos produzindo os sinais.

A diversidade no catálogo CHIME é consistente com esta possibilidade. A boa notícia é que os astrônomos estão ficando melhores em localizar FRBs não apenas até suas galáxias nativas, mas para regiões específicas nessas galáxias. O catálogo CHIME oferece mais candidatos para localização, o que nos ajudará a conectar tipos de FRBs aos ambientes cósmicos dos quais emergem.

Como vimos no passado, as FRBs também podem ser ferramentas poderosas para sondar o meio interestelar e intergaláctica. Como o sinal se torna polarizado e disperso por qualquer coisa por onde viaja, os astrônomos podem analisar essas mudanças para reconstruir essa jornada. No ano passado, uma equipe usou isso como uma ferramenta para rastrear a “matéria perdida” no Universo, o gás difuso nos vazios do espaço que não podemos ver facilmente.

O catálogo CHIME ajudará os astrônomos a mapear esses espaços com muito mais detalhes.

“Com um grande número de FRBs, podemos imaginar como o gás e a matéria são distribuídos em escalas muito grandes no universo”, disse Shin.

“Assim, ao lado do mistério do que são as FRBs, há também o potencial empolgante das FRBs como sondas cosmológicas poderosas no futuro”.

A equipe apresentou suas descobertas no 238º Encontro da Sociedade Astronômica Americana.